KR101280534B1 - 액상 화물 화물창의 단열구조체를 제작하는 방법 - Google Patents

Abstract

액상 화물 화물창의 단열구조체를 제작하는 방법이 개시된다. 본 실시예에 따른 액상 화물 화물창 단열구조체를 제작하는 방법은, 일 단위를 형성하는 단열블록을 이용하고, 단열블록은 하부 단열패널의 중간에 간극을 형성하고, 하부 단열패널의 상부에 2차 방벽을 부착하고, 간극을 커버링하는 형태로 하부 단열패널 상에 상부 단열패널을 부착하여 제작되고, 이러한 제작방법에 의해 제작된 단열블록을 선체 벽면에 이웃하여 결합하고, 하부에 이음방벽이 부착된 이음 단열패널을 단열블록 간의 이웃하는 상부 단열패널 사이에 삽입하여 단열블록 간의 이웃하는 하부 단열패널 사이의 틈새를 커버링하는 형태로 결합하고, 단열블록 상에 1차 방벽을 형성한다.

Description

액상 화물 화물창의 단열구조체를 제작하는 방법{Fabricating method of Insulation structure of Cargo hold in LNG carrier}

본 발명은 액상 화물 화물창의 단열구조체를 제작하는 방법에 관한 것이다.

천연가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 액화천연가스(LNG)의 상태로 LNG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 수송선이나, 마찬가지로 LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 도착한 후 저장된 LNG를 재 기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(Regasification Vessel)는, 액화천연가스의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크(이하, '화물창'이라고 함)를 포함한다.

최근에는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물에 대한 수요가 점차 증가하고 있으며, 이러한 부유식 해상 구조물에도 LNG 수송선이나 LNG RV에 설치되는 화물창이 포함된다.

LNG FPSO는, 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 화물창 내에 저장하고, 필요시 이 화물창 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨 싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다. 또 LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 LNG를 화물창에 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 부유식 해상 구조물이다.

이처럼 LNG와 같은 액체화물을 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 수송선, LNG RV, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 구조물 내에는 LNG를 극저온 액체 상태로 저장하기 위한 화물창이 설치되어 있다. 이 화물창은 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립탱크형(Independent Tank)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류될 수 있다.

멤브레인형 화물창은 다시 GT NO 96형과 TGZ Mark Ⅲ형으로 구분되며, 독립탱크형 저장탱크는 MOSS형과 IHI-SPB형으로 구분된다.

도 1 및 도 2는 종래 다른 LNG 화물창의 구조인 TGZ Mark Ⅲ형 화물창 구조를 나타낸 단면도 및 사시도 이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 상기 TGZ Mark Ⅲ형의 화물창은, 1.2㎜ 두께의 스테인리스강 멤브레인(Membrane)으로 이루어지는 1차 방벽(20) 및 트리플렉스(triplex)로 이루어지는 2차 방벽(25)과, 폴리우레탄 폼(polyurethane foam) 등으로 이루어지는 1차 단열패널(21) 및 2차 단열패널(26)이 선체의 내부표면(1, 2)으로부터 번갈아 적층 설치된 구성을 가진다. 이처럼 구성된 화물창에 있어 단열구조체를 형성하는 과정에 대해 이후 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 종래 화물창 단열구조체를 형성하는 과정을 개략적으로 나타낸 공정도로서, 이를 참조하여 종래 화물창 단열구조체 형성과정에 대해 간단히 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 2차 방벽(25)을 사이로 2차 단열패널(26)과 1차 단열패널(21)이 층을 이룬 상태의 단열블럭(23)을 선체 벽면(1)에 서로 이웃하게 설치하고, 단열블록(23)과 이에 이웃하는 다른 단열블록(23) 사이의 간극을 유리섬유(24)로서 메꿔 기밀성을 확보한다.

그런 다음, 단열블록 사이의 상기 간극을 유연 트리플렉스(Triplex)라는 2차 방벽(25)으로 덮어 밀봉하고, 2차 방벽(25) 위에 형성된 공간 즉, 1차 단열패널(21)과 이에 이웃하는 1차 단열패널(21) 사이의 공간으로 다른 상부 단열패널(27)을 설치하여 공간을 메꾼다.

다음, 상기 1차 단열패널(21)과 상부 단열패널(27) 상면에 플라이우드(28)라는 하중 지지용 판재를 설치하고, 그 위에 액상 화물에 실질적으로 접촉하는 주름형 멤브레인 시트를 설치하여 1차 방벽(20)을 형성함으로써 그 시공이 마무리된다.

그러나 상기한 종래 단열구조체는 그러한 단열구조체를 형성하기 위해 도 3의 도시와 같은 여러 공정으로 이루어진 작업과정을 반드시 거쳐야 하므로, 작업이 상당히 번거롭고 그 작업에 상당한 시간이 소요되는 문제가 있으며, 단열블록과 이에 이웃하는 단열블록 사이의 간극이 커서 기밀성이 떨어지는 단점이 있다.

또한, 선체 변형이 발생했을 때 그 변형과 함께 단열블록을 구성하는 단열패널 중 상당한 면적의 하부 단열패널이 뒤틀리거나 하는 문제가 빈번하게 발생되며, 이 경우 그 상부에 위치한 다른 단열 구성품이 손상되거나 상호 접촉부분에 틈새가 발생하는 것과 같은 문제가 발생된다.

본 발명의 실시예들은, 화물창 단열구조체의 제작방법을 개선함으로써, 단열구조체 형성을 위한 공정 및 시간을 단축시키고, 기밀성을 향상시키고자 한다.

이를 위해, 화물창 단열구조체의 일 단위를 형성하는 단열블록을 제작하고자 한다.

또한, 단열패널에 간극을 형성함으로써, 선체 변형이 발생하더라도 그 변형에 적합한 유연성을 확보할 수 있고, 따라서 다른 단열 구성품이 손상되거나 접촉부분에 틈새가 발생하는 것을 방지하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 액상 화물 화물창 단열구조체의 일 단위를 형성하는 단열블록을 제작하는 액상 화물 화물창 단열블록을 제작하는 방법에 있어서, 하부 단열패널의 중간에 간극을 형성하고, 상기 하부 단열패널의 상부에 2차 방벽을 부착하고, 상기 간극을 커버링하는 형태로 상기 하부 단열패널 상에 상부 단열패널을 부착하는 액상 화물 화물창 단열블록 제작방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 액상 화물 화물창 단열구조체를 제작하는 방법에 있어서, 상기 제1항의 방법에 의해 제작된 단열블록을 선체 벽면에 이웃하여 결합하고, 하부에 이음방벽이 부착된 이음 단열패널을 상기 단열블록 간의 이웃하는 상부 단열패널 사이에 삽입하여 상기 단열블록 간의 이웃하는 하부 단열패널 사이의 틈새를 커버링하는 형태로 결합하고, 상기 단열블록 상에 1차 방벽을 형성하는 액상 화물 화물창 단열구조체 제작방법이 제공될 수 있다.

또한, 상기 이음 단열패널을 설치하는 데 있어서, 상기 하부 단열패널 상부의 2차 방벽과 이에 이웃하는 다른 하부 단열패널 상부의 2차 방벽에 상기 이음 단열패널의 하부에 부착되는 상기 이음방벽의 양측 선단을 접착을 통해 고정하는 액상 화물 화물창 단열구조체 제작방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 하부 단열패널과 상부 단열패널, 그리고 그 사이에 설치되는 2차 방벽으로 이루어지는 단열블록을 제작하고, 이를 이용하여 단열구조체를 형성하여 단열구조체 형성을 위한 공정 및 시간을 현저히 단축시킬 수 있다.

또한, 이음 단열패널 하부에 2차 방벽이 접착된 상태로 단열구조체에 대한 시공이 이루어짐으로써, 단열구조체 형성을 위한 공정 및 시간을 현저히 단축시킬 수 있다.

또한, 하부 단열패널에 간극이 형성됨으로써, 선체 변형이 발생하더라도 그 변형에 적합한 유연성을 확보할 수 있고, 따라서 다른 단열 구성품이 손상되거나 구성품 상호간의 접촉부분이 벌어지는 것이 보다 확실하게 방지될 수 있다.

또, 위와 같은 간극으로 인하여 단열블록을 선체 벽면에 이웃하게 설치함에 있어 단열블록 사이의 간격을 줄일 수 있으므로, 전체적으로 기밀성 또한 크게 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 다른 기술에 따른 다른 화물창 구조인 TGZ Mark Ⅲ형 화물창 구조를 나타낸 단면도.
도 2는 도 2에 따른 TGZ Mark Ⅲ형 화물창의 요부 사시도.
도 3은 종래 화물창의 단열구조체 시공과정을 개략적으로 나타낸 공정도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화물창 단열구조체의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 측 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 단열구조체에 적용되는 단열블록의 측면 구성도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단열구조체에 적용되는 이음 단열패널의 측면 구성도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단열구조체 시공과정을 블록형태로 도시한 블록 구성도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 단열구조체 형성을 위한 시공과정을 개략적으로 나타낸 공정도.

이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화물창 단열구조체의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 측 단면도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 화물창 단열구조체는, 하부 단열패널(12)과, 이 하부 단열패널(12) 위에 층을 이루면서 설치되는 상부 단열패널(14)을 포함한다. 상기 하부 단열패널(12)과 상부 단열패널(14) 사이에는 판상의 2차 방벽(16)이 설치되며, 상부 단열패널(14)과 이에 이웃하는 상부 단열패널(14) 사이에는 이음 단열패널(18)이 설치되어 하부 단열패널(12)들 사이의 틈새를 커버링 한다. 커버링한다는 것은 틈새 위를 덮어 기밀성 향상을 도모할 수 있도록 위치함을 의미한다.

도 5는 하부 단열패널(12), 상부 단열패널(14) 및 2차 방벽(16)으로 구성된 단열블록(10)의 측면 구성도를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 적용된 상기 하부 단열패널(12), 상부 단열패널(14), 그리고 그 사이에 설치되는 상기 2차 방벽(16)은 하나의 단위체로 이루어져 단열블록(10)을 구성한다. 이때 상기 하부 단열패널(12)은 그 중간에 간극(g)을 형성하고 있으며, 상기 간극(g)을 커버링 하는 형태로 하부 단열패널(12) 위에 상기 상부 단열패널(14)이 층을 이루며 설치된다.

본 실시예에서 상기 상부, 하부 단열패널(14)(12)은 폴리에테르계 소재에 기포를 형성한 폴리우레탄이 소재로 이용될 수 있으며, 판상의 2차 방벽(16)은 알미늄 박판을 사이로 글라스 클로스(Glass cloth)가 양면에 접착된 구성의 트리플렉스(Triplex)라는 소재가 채택될 수 있다. 또한 상기 하부 단열패널(12)에 형성된 간극(g)의 간격은 25 ~ 30mm 일 수 있으며, 그 하면에는 화물의 하중을 지탱하는 하부 플라이우드(13)가 부착된다.

상기 하부 단열패널(12) 및 상부 단열패널(14) 사이에 2차 방벽(16)을 설치함에 있어 상기 2차 방벽(16)은, 에폭시 수지 또는 폴리우레탄 글루를 소재로 한 접착제(부호생략)를 매개로 접착 고정될 수 있으며, 상기 상부 단열패널(14) 상면에는 역시 화물 하중을 지탱하기 위한 상부 플라이우드(15)가 설치된다. 이때 상기 하부 플라이우드(13) 및 상부 플라이우드(15)는 판상의 목재 합판을 의미한다.

상,하부 단열패널(14)(12) 및 그 사이의 2차 방벽(16)으로 구성된 상기 단열블록(10)은, 앞서 첨부된 도 4의 도시와 같이 선체 벽면(5)에 소정의 간격을 두고 서로 이웃하게 연속해서 설치되며, 상기 단열블록(10)의 상부 단열패널(14)과 이에 이웃하는 다른 단열블록(10)의 상부 단열패널(14) 사이에는 그 하면에 이음방벽(19)이 일체로 부착된 이음 단열패널(18)이 설치된다. 이음 단열패널(18)에 대해서는 이후 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단열구조체에 적용되는 이음 단열패널(18)의 측면 구성도를 나타낸다.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 적용된 상기 이음 단열패널(18)은, 전술한 상, 하부 단열패널(14)(12)과 마찬가지로 폴리우레탄을 소재로 하며, 그 하면에는 유연 트리플렉스(Triplex)라는 유연한 금속 소재로 된 이음방벽(19)이 에폭시 수지 또는 폴리우레탄 글루를 소재로 한 접착제를 매개로 접착된다. 또한 그 상면에는 상기 상부 단열패널(14)과 마찬가지로 화물 하중의 지탱을 위해 상부 플라이우드(15)가 설치된다.

본 실시예에 적용된 상기 이음방벽(19)은, 상기 하부 단열패널(12) 상부의 2차 방벽(16)과 이에 이웃하는 다른 하부 단열패널(12) 상부의 2차 방벽(16)에 그 양측 선단이 접착을 통해 고정됨으로써, 하부 단열패널(12)과 이에 이웃하는 다른 하부 단열패널(12) 사이의 틈새를 커버링 하며, 상황에 따라 팽창 내지는 수축하면서 상기 틈새 기밀성을 유지시킨다.

이와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 하부 단열패널(12)에 간극(g)이 형성됨으로써, 선체 변형이 발생하더라도 상기 하부 단열패널(12)은 그 변형에 적합한 유연성을 가진다. 이에 따라, 선체 변형에 의해 단열패널이 뒤틀리거나 하는 변형이 발생했을 때, 다른 단열 구성품이 손상되거나 구성품 상호간의 접촉부분이 벌어지는 것과 같은 문제를 보다 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 위와 같은 간극(g)의 형성으로 인하여, 본 발명의 실시예에 적용된 단열블록(10)을 선체 벽면(5)에 상호 이웃하게 설치함에 있어 단열블록(10)과 이에 이웃하는 단열블록(10) 사이의 간격을 줄일 수 있게 됨으로써, 전체적으로 기밀성 또한 크게 향상시킬 수 있다.

다음은 상기한 구성으로 이루어진 단열구조체를 형성시키는 과정에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 7 내지 도 8은 본 발명의 다른 측면에 따른 단열구조체 시공방법을 나타낸 도면들로서, 도 7은 본 발명의 다른 측면에 따른 단열구조체 시공과정을 블록형태로 도시한 블록 구성도이며, 도 8은 본 발명의 다른 측면에 따른 단열구조체 형성을 위한 시공과정을 개략적으로 나타낸 공정도이다.

도 7 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 측면에 따른 단열구조체 시공방법은 크게, 단열블록 제작단계(S100), 단열블록 설치단계(S200), 단열층 형성단계(S300) 및, 1차 방벽 형성단계(S400)로 이루어진다.

상기 S100과정의 단열블록 제작단계는, 앞서서도 설명하였듯이, 2차 방벽(16)을 사이에 두고 하부 단열패널(12) 위에 상부 단열패널(14)을 층을 이루도록 설치하며 하나의 단위체 형태로 단열블록(10)을 제작하는 과정이다.

이때 상기 하부 단열패널(12)은 그 중간에 간극(g)을 형성하도록 하고, 상기 간극(g)을 커버링하는 형태로 하부 단열패널(12) 위에 상기 상부 단열패널(14)이 층을 이루며 설치되도록 한다. 또한 2차 방벽(16)을 설치함에 있어서는, 에폭시 수지 또는 폴리우레탄 글루를 소재로 한 접착제를 매개로 하부 단열패널(12) 및 상부 단열패널(14)과 접착시킨다.

S200과정은 상기 S100과정을 통해 제작된 단열블록(10)을 선체 벽면(5) 구체적으로는, 화물창 내벽에 실질적으로 설치하는 과정에 해당한다. 이 과정에서 상기 단열블록(10)을 선체 벽면(5)에 설치함에 있어서는, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 하나의 단열블록(10)과 다른 단열블록(10)이 소정의 간격을 두고 서로 이웃하도록 연속 설치한다.

이때 선체 벽면(5)에 단열블록(10)을 부착 고정시키기 위해서는, 단열패널을 화물창 벽면에 시공함에 있어 당업계에서 일반적으로 채택하고 있는 스터드 볼트와 같은 연결수단이 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 단열패널을 화물창 벽면에 부착 고정시킬 수 있는 수단이면, 특정한 구성 또는 형상에 구애됨이 없이 적용 가능하다.

S300과정은 상기 S200단계에 의한 단열블록(10) 사이에 이음 단열패널(18)을 설치함으로써 실질적으로 단열층을 완성하는 과정으로, 상기 S200단계에 의한 단열블록(10)의 상부 단열패널(14)과 이에 이웃하는 다른 단열블록(10)의 상부 단열패널(14) 사이에 그 하면에 이음방벽(19)이 일체로 부착된 이음 단열패널(18)을 설치함으로써 단열층을 형성한다.

상기 이음방벽(19)은 하부 단열패널(12)과 이에 이웃하는 다른 하부 단열패널(12) 사이의 틈새를 커버링 하면서 상기 하부 단열패널(12) 상부의 2차 방벽(16)과 이에 이웃하는 다른 하부 단열패널(12) 상부의 2차 방벽(16)에 그 양측 선단이 접착을 통해 고정되도록 할 수 있다.

또한 이음 단열패널(18) 하부에 이음방벽(19)을 일체로 부착시킴에 있어서는, 상기한 S100과정의 2차 방벽(16) 접착에서와 마찬가지로 접착제가 이용될 수 있으며, 이때 이용되는 접착제 역시도 에폭시 수지 또는 폴리우레탄 글루를 소재로 한 접착제가 이용될 수 있다.

상기 S300과정을 통해 단열층이 완성되면, 동일 평면상에 존재하는 상기 상부 단열패널(14)과 이음 단열패널(18) 상부의 상부 플라이우드(15) 상면에 주름부(Corrugate)를 형성한 멤브레인 시트를 부착하여 1차 방벽(17)을 형성함으로써 그 단열구조체가 완성된다.

본 실시예에 의하면, 화물창 내벽에 단열구조체를 형성함에 있어 2차 방벽이 그 하부에 미리 부착된 상태의 이음 단열패널을 단열블록 사이에 설치하여 단열층을 형성함으로써, 종래 2차 방벽을 부착시킨 후 다시 그 위에 이음 단열패널을 설치하는 공법과 비교하여 단열구조체 형성을 위한 공정 및 시간이 현저히 단축된다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

5 : 선체 벽면(화물창 내벽) 10 : 단열블록
12 : 하부 단열패널 13 : 하부 플라이우드
14 : 상부 단열패널 15 : 상부 플라이우드
16 : 2차 방벽 17 : 1차 방벽
18 : 이음 단열패널 19 : 이음방벽
g : 간극

Claims (3)

1. 액상 화물 화물창 단열구조체의 일 단위를 형성하는 단열블록을 이용하여 액상 화물 화물창 단열구조체를 제작하는 방법에 있어서,
   상기 단열블록은,
   하부 단열패널의 중간에 간극을 형성하고,
   상기 하부 단열패널의 상부에 2차 방벽을 부착하고,
   상기 간극을 커버링하는 형태로 상기 하부 단열패널 상에 상부 단열패널을 부착하여 제작되고,
   상기 제작방법에 의해 제작된 단열블록을 선체 벽면에 이웃하여 결합하고,
   하부에 이음방벽이 부착된 이음 단열패널을 상기 단열블록 간의 이웃하는 상부 단열패널 사이에 삽입하여 상기 단열블록 간의 이웃하는 하부 단열패널 사이의 틈새를 커버링하는 형태로 결합하고,
   상기 단열블록 상에 1차 방벽을 형성하는 액상 화물 화물창 단열구조체 제작방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 이음 단열패널을 설치하는 데 있어서,
   상기 하부 단열패널 상부의 2차 방벽과 이에 이웃하는 다른 하부 단열패널 상부의 2차 방벽에 상기 이음 단열패널의 하부에 부착되는 상기 이음방벽의 양측 선단을 접착을 통해 고정하는 액상 화물 화물창 단열구조체 제작방법.

Images